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（图纸+论文）液压伺服千斤顶系统设计（全套完整）

复位输入线，复位后被置为字符显示左端输入，二键闭锁的触点回弹型式，程序时钟前置分频器被置为,信号为高电平有效。片选输入线，低电平有效，单片机在端为低时可以对读写操作。缓冲器低位地址，当为高电平时，表示数据总线上为命令或状态，当为低电平时，表示数据总线上为命令或状态，当为低电平时，表示数据总线上为数据。读信号输入线，低电平有效，将缓冲器读出，数据送往外部总线。写信号输入线，低电平有效，将缓立器读出,将数据从外部数据总线写入的缓冲器。中断请求输出线，高电平有效，在键盘工作方式下，当传感器中有数据时，此中断线变为高电平，在传感器每次读出时，中断线就下降为低电平，若在中还有信息，则此线重又变为高电平。在传感器工作方式中，每当探测到传感器信号变化时，中断线就变为高电平。扫描线，用来扫描按键开关，传感器阵列和显示数字，这些可被编程或被译码。回送线，经过按键或传感器开关与扫描线联接，这些回送线内部设置有上拉电路，使之保持为高电平，只有当个按闭合时，对应的返回线变为低电平无按键闭合时，均保持高电平。换位功能，当有开关闭合时被拉为低电平，没有按下开关时，输入端保持高电平，在键盘扫描方式中，按键闭合，按键位置和换位输入状态起被存贮起来。当开关闭合时将其拉到低电平，否则始终保持高电平，对于键盘输入方式，此线用作控制输入端，当键被按下时，按键位置就和控制输入状态起被存贮起来，在选通输入方式中，作选通用，把数据存入中。及显示输出口及口，这两个口是切换的数字显示。这两个端口可被独立控制，也可看成个位端口。空格显示,此输出端信号用于在数字转换时将显示空格或者用显示空格命令控制其显示空格字符。电源输入线。地线输入线。.交流异步电动机变频调速系统交流异步电动机因为结构简单体积小重量轻价格便宜维护方便的特点，在生产和生活中得到广泛应用。与其他种类电动机相比，交流异步电动机的市场占有量始终第位。然而，长期以来，交流异步电动机的调速始终是个不好解决的难题。直到世纪年代，由于计算机的产生，以及近年来新型快速的电力电子原件的出现，才使得交流异步电动机调速成为可能，并得到迅速的普及。目前，交流异步电动机调速系统已广泛用于数控机床风机泵类传带机给料系统空调器等设备的动力源或运动源，并起到节约电能提高设备自动化提高产品产量和质量的良好效果。按照这种片选方式，的地址范围不唯，是种地址范围。当向该片单元写有个数据时，可用如下指令，从单元读个数据时，可用如下指令上面讨论的是扩展片或的方法。在实际应用中，可能需要扩展多片或。本次设计要扩展位的和位的各片。当通过指令，发出读操作时，发出的地址信号应能选择其中片的个存储单元，即片不应该同时被选中，这就是所谓的片选。我们采用了地址法译码，译码芯片为片。总共可提供个片选信号。.显示部分设计显示设备有等，我们选用的是功能简单的数码管显示器。显示器由条发光二极管组成显示字段，有的还带有小数点。将段发光二极管阴极连在起，称为共阴接法，当个字段的阳极为高电平时，对应的字段就点亮。如下图所示点亮显示器有静态和动态两种方法。所谓静态显示，就是显示字符时，相应的发光二极管恒定的导通或截止，这种方式，每显示位都需要个位输出口控制，占有硬件较多，般仅用于显示器位数较少的场合。图.数码管的引脚示意图所谓动态显示，就是位位地轮流点亮各位显示器。对每位显示器而言，每隔段时间点亮次。显示位的亮度显示位的亮度跟导通电流有关，也和点亮时间和间隔时间的比例有关。动态显示器因为其成本较低，多数显示撕常常采用。为了显示字符，要为显示器提供显示段码或称字形代码，组成个字形的段，再加上个小数点位，共计段，因此提供显示器的显示段码为个字节。各段码位的对应关系如表.表.段码位显示位要正常工作需要通过接口芯片与相连。芯片内具有个字节的，两个位个位的可编程和个位计数器，与接口简单，是单片机应用系统中使用最广泛的芯片的结构框图如图.所示。图.的逻辑结构图和引脚示意图在内部具有字节的静态，存取时间为。三个通用的输入输出口。个位的可编程定时计数器。地址锁存器及多路转换的地址和数据总线。单电源，脚双列直插式封装。可以和直接相连，见附图所示。的和各端口地址如下的地址命令口口口口定时器低位定时器高位位显示器和的接口逻辑见附录图所示。设中有个显示缓冲单元，分别存放位显示器的显示数据。的口扫描输出总有位为高电平，的口输出相应位的显示数据的段数据，使每位显示出个字符，其余位为暗，依次改变口输出的饿高电平位及口输出对应的段数据，位显示器就显示出缓冲器的显示字符。程序清单如下，显示缓冲区首址送，使显示器最右边位亮扫描值送入口，指向口，取显示数据，加上偏移量，取出字形，送出显示延时为.其中为最大工作载荷，本次为。经校验，油缸壁所受压力在许可范围之内。锁母螺纹牙剪切强度校验螺纹牙的剪切应力式中为千斤顶的最大载荷，本次为为公差直径为螺纹牙根部宽度为旋合圈数为材料许用剪切应力锁母内螺纹的公差直径设为，查表可得螺距为，梯形螺纹牙根宽度。锁母高度为，旋合圈数锁母材料为号钢，查表可知这种材料的屈服极限为，许用应力，材料许用剪切应力.将以上数据代入式中，得.经检验，锁母的螺纹牙根的剪切强度在许用范围之内。锁母螺纹牙的弯曲强度校验螺纹牙的弯曲应力式中为弯曲力臂为许用弯曲应力。锁母内螺纹的公差直径为，查表可知螺纹中径为弯曲力臂，许用弯曲应力.经计算经校验螺纹牙的弯曲强度在许用范围之内。.液压系统分析液压系统的主要功能是为千斤顶提供动力，通过换向装置使千斤顶具有上升和下降的功能。为千斤顶的正常工作提供保证和保护措施。由于该顶升系统采用单片机控制，并配有压力传感器和光栅位移传感器来检测压力信号和千斤顶的位移量，所以可通过单片机控制油缸内的压力进油口的流量和活塞的运动速度。这样在般液压系统中常用到的节流阀调速阀背压阀减压阀等元器件可不必使用到，液压回路得到极大的简化。在液压油路的进油端设置个溢流阀，给液压系统提供双重保护。在回油端设置滤油器，保证油液清洁，可提高使用寿命。使用二位四通的电磁换向阀改变油路方向。为使液压缸的运动速度不受载荷变化的影响，保持稳定，我们在油缸的下腔进油口处安装个平衡阀，该阀不但能保证千斤顶升降时都处于进油调速状态，同时还具有单向阀的功能，所以无论是停电还是破管时，平衡阀均能无泄漏的立即将下腔封闭，保证工件不会自由下滑。使千斤顶在停电状态仍能可靠承载。综合上述观点，我们将液压原理图设计如下如图.所示，二位四通电磁换向阀的电磁铁的工作状态是由单片机控制的，当换向阀电磁铁通电时，换向阀左位接入系统，油液经电磁换向阀和平衡阀进入油缸下腔，使得千斤顶上升，再从油缸上腔流出，经电磁换向阀和滤油器流回到油箱内，这时平衡阀的作用相当于个单向阀反之，当换向阀电磁铁断电时，换向阀右位接入系统，油液经换向阀流入油缸上腔，当上腔压力达到定值时，平衡阀上位接入系统，这时平衡阀的作用相当于个节流阀，油液从油缸下腔流出，经平衡阀电磁换向阀和滤油器流回到油箱。从而实现了千斤顶升降换向功能，并具有过载保护和断电保护的功能。.液压泵与电动机的选择为了保证系统正常运转和泵的使用寿命，般在固定设备系统中，正常工作压力为泵的额定压力的左右。正常工作时千斤顶的最大压力为.。所以为满足要求，泵的工作压力为.千斤顶的最大运动速度为，液压缸的有效面积为.。所以液压泵向液压缸提供的最大流量为若回路中的泄漏按液压缸输入流量的估计，则液压泵的总流量为.。根据以上压力和流量的数值查阅产品目录，最终确定所选液压泵的型号为.。这种液压泵的额定工作压力为，流量为.，完全符合工作要求。千斤顶的最大工作载荷为，即，运动速度为，即.。按液压泵的总效率为.则液压泵驱动电动机所需的功率为.根据此数据查阅电动机产品目录选用功率大于.的电动机。.超高压泵站简介最后我们综合考虑了液压泵电动机液压回路等因素后，选用.型超高压油泵站。这个油泵站的外形尺寸为液压,伺服,千斤顶,系统,设计,毕业设计,全套,图纸目录.引言.选题的依据及课题的意义.国内外的研究概况.单片机控制系统的发展概况.控制算法的发展概况.设计要求及工作内容.目标主要特色及工作进度．机械结构与液压传动系统设计.系统结构分析.千斤顶零部件分析.油缸与螺纹的校验油缸的壁厚校验锁母螺纹牙剪切强度校验锁母螺纹牙的弯曲强度校验.液压系统分析.液压泵与电动机的选择.超高压泵站简介.单片机控制系统设计.单片机的选用及功能介绍.片外存储器功能简介.显示部分设计.键盘部分设计.交流异步电动机变频调速系统交流异步电动机变频调速原理主电路和逆变电路工作原理变频与变压.位移检测部分的设计位移检测传感器的选用光栅位移传感器与单片机的接口设计.位移传感器部分的设计转换器的选择压力传感器与单片机的接口设计．系统的控制算法.控制原理.数字控制算法位置式控制算法增量式控制算法.智能自适应控制器.系统模拟仿真.概述.的窗口和菜单.用创建模型.用进行系统仿真与分析建立控制系统模型系统模块参数设置与仿真参数设置系统仿真与分析.结论.致谢.参考文献.引言.选题的依据及课题的意义随着现代社会的不断发展，工业化程度的不断深入，大尺寸大重量不规则表面的工件越来越多的成为工厂加工的对象。而在加工过程中如何将这些工件准确的提升至预定位置则成为最难解决的问题，这时传统的千斤顶和起重机等设备就显示出先天不足的缺陷来。也正是在这种环境下，同步顶升系统应运而生，并在建筑机械加工造船等行业扮演着越来越重要的角色。同步顶升系统是由控制系统协调控制多个千斤顶，使其具备顶升大重量大体积复杂工作表面的工件的能力，并具有同步升降点动升降连续升降侧翻仰俯等功能的机电体化设备。其控制系统可以是微机单片机可编程控制器等其动力系统有液压式气电式汽液两用式等吨位从几百公斤到几千吨不等，主要由动力方式和千斤顶的个数来决定。由于其体积小承载重精度高结构简单控制方便使用灵活等优点被广泛的用于电力建筑机械制造矿山铁路桥梁造船等多种行业中，在设备安装起顶拆卸静力压桩设备校调基础沉降等工作岗位发挥了重要的作用。基于单片机控制液压传动的四顶顶升系统是较常见的，控制算法较简单的种。由于其控制简便吨位适中价格也很低廉的优点使得其在中小企业民营单位甚至轻工业领域都有很高的使用度。其重要性不言而喻，对其进行研究和开发具有很大的市场空间和实用价值。.国内外的研究概况国外对同步系统的研究起步较早，基于单片机控制液压传动的四顶顶升系统是较常见的，控制算法较简单的种。由于其控制简便吨位适中价格也很低廉的优点使得其在中小企业民营单位甚至轻工业领域都有很高的使用度。美国实用动力是这行业的佼佼者，在澳大利亚的昆士兰州，工程技术服务公司就采用了恩派克提供的同步顶升液压系统成功地完成了重达多吨的矿山巨型索斗铲的顶升，误差小于.。在上海因广场改造而需要整体平移的上海音乐厅使用了公司开发的套具有四组共个高精度顶升点的计算机控制同步顶升和顶推系统，以小于.的误差将建筑物同步顶升至预定高度并顺利完成平移任务。我国在这领域起步虽晚，但发展迅速，经过多年的发展也获得了许多曙目的成就，今年年月日，目前世界上最大的闸门葛洲坝号船闸重达吨面积相当于篮球场